Auf einen Blick. 1 Einleitung Ist Java nicht auch eine Insel? Vorbereitungen Die erste App

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2 Auf einen Blick Auf einen Blick 1 Einleitung Ist Java nicht auch eine Insel? Vorbereitungen Die erste App Ein Spiel entwickeln Sound und Animation Internet-Zugriff Kamera und Augmented Reality Sensoren und der Rest der Welt Tipps und Tricks Apps veröffentlichen

3 Inhalt Vorwort Einleitung Für wen ist dieses Buch? Magie? Große Zahlen Technologie für alle Die Grenzen der Physik Unendliche Möglichkeiten Baukasten Spiel ohne Grenzen Alles geht Was ist so toll an Android? MapDroyd Google Sky Map Bump c:geo barcoo Öffi Wikitude World Browser Sprachsuche Cut the Rope Shaky Tower Ist Java nicht auch eine Insel? Warum Java? Grundlagen Objektorientierung Klassen und Objekte Konstruktoren

4 2.3 Pakete Packages deklarieren Klassen importieren Klassen implementieren Attribute Methoden Zugriffsbeschränkungen Eigene Konstruktoren Lokale Variablen Daten verwalten Listen Schleifen Vererbung Basisklassen Polymorphie Vorbereitungen Was brauche ich, um zu beginnen? JDK installieren Eclipse installieren Tour durch Eclipse Android Development Tools installieren Android SDK installieren SDK Tools installieren Ein virtuelles Gerät erzeugen Eclipse mit dem Handy verbinden Fehlersuche Einen Stacktrace lesen Logging einbauen Schritt für Schritt debuggen

5 3.11 Was tun, wenn mein Eclipse verrücktspielt? Unerklärliche Unterstreichungen Ein Handy namens Fragezeichen Eclipse hängt sich auf Eclipse findet Resource-Dateien nicht Eclipse installiert die App nicht auf dem Handy App vermisst existierende Ressourcen LogCat bleibt stehen Die erste App Sag»Hallo«, Android! Ein neues Android-Projekt erstellen Die StartActivity Der erste Start Bestandteile einer Android-App Versionsnummern Activities anmelden Permissions Ressourcen Generierte Dateien Benutzeroberflächen bauen Layout bearbeiten String-Ressourcen Layout-Komponenten Weitere visuelle Komponenten Buttons mit Funktion Der»OnClickListener« Den»Listener«implementieren Eine App installieren Start mit ADT Installieren per USB Installieren mit ADB Drahtlos installieren

6 5 Ein Spiel entwickeln Wie viele Stechmücken kann man in einer Minute fangen? Der Plan Das Projekt erzeugen Layouts vorbereiten Die»GameActivity« Grafiken einbinden Die Mücke und der Rest der Welt Grafiken einbinden Die Game Engine Aufbau einer Game Engine Ein neues Spiel starten Eine Runde starten Den Bildschirm aktualisieren Die verbleibende Zeit herunterzählen Prüfen, ob das Spiel vorbei ist Prüfen, ob eine Runde vorbei ist Eine Mücke anzeigen Eine Mücke verschwinden lassen Das Treffen einer Mücke mit dem Finger verarbeiten »Game Over« Der Handler Der erste Mückenfang Retrospektive Feineinstellungen Hintergrundbilder Elefanten hinzufügen Sound und Animation Sounds hinzufügen Sounds erzeugen Sounds als Ressource

7 6.2 Sounds abspielen Der MediaPlayer MediaPlayer initialisieren Zurückspulen und Abspielen Einfache Animationen Views einblenden Wackelnde Buttons Interpolation Fliegende Mücken Grundgedanken zur Animation von Views Geschwindigkeit festlegen Mücken bewegen Bilder programmatisch laden If-else-Abfragen Zweidimensionale Arrays Resource-IDs ermitteln Retrospektive Internet-Zugriff Highscores speichern Highscore anzeigen Activities mit Rückgabewert Werte permanent speichern Rekordhalter verewigen Bestenliste im Internet Ein App-Engine-Projekt URL-Parameter entgegennehmen Daten im High Replication Datastore speichern Highscores aus dem Datastore auslesen Die Internet-Erlaubnis Der Android-HTTP-Client Background-Threads Die Oberfläche aktualisieren

8 7.2.9 Highscores zum Server schicken HTML darstellen HTML mit Bildern Listen mit Adaptern ListViews ArrayAdapter Eigene Adapter Recyceln von Views Kamera und Augmented Reality Die Kamera verwenden Die»CameraView« »CameraView«ins Layout integrieren Die Camera-Permission Bilddaten verwenden Bilddaten anfordern Bilddaten auswerten Tomaten gegen Mücken Sensoren und der Rest der Welt Himmels- und sonstige Richtungen Der»SensorManager« Rufen Sie nicht an, wir rufen Sie an Die Kompassnadel und das»canvas«-element View und Activity verbinden Wo fliegen sie denn? Sphärische Koordinaten Die virtuelle Kamera Mücken vor der virtuellen Kamera Der Radarschirm

9 9.3 Beschleunigung und Erschütterungen Ein Schrittzähler Mit dem»sensoreventlistener«kommunizieren Schritt für Schritt Hintergrund-Services Eine Service-Klasse Service steuern Einfache Service-Kommunikation Arbeiten mit Geokoordinaten Der Weg ins Büro Koordinaten ermitteln Karten und Overlay Tipps und Tricks Views mit Stil Hintergrundgrafiken Styles Themes Button-Zustände Patches Dialoge Standarddialoge Eigene Dialoge Toasts Layout-Gefummel RelativeLayouts Layout-Gewichte Homescreen-Widgets Widget-Layout Widget-Provider Das Widget anmelden

10 11 Apps veröffentlichen Vorarbeiten Zertifikat erstellen Das Entwicklerkonto Die Entwicklerkonsole Hausaufgaben Updates Statistiken Fehlerberichte In-App-Payment In-App-Produkte Die Billing API Version 3 initialisieren Ein In-App-Produkt kaufen Alternative Markets Amazon AppStore AppsLib AndroidPIT App Center SlideME.org Die Buch-DVD Index

11 Kapitel 2 Ist Java nicht auch eine Insel?»Vorhin hat's noch funktioniert...!«(inschrift auf dem Grabstein des Unbekannten Programmierers) Dieses Kapitel wird Ihnen einen ersten Überblick über die Programmiersprache Java geben. Selbst wenn Sie vorher noch nie programmiert haben, wissen Sie am Ende alles Nötige, um mit der App-Entwicklung zu starten. Für ausführbare Beispiele oder detaillierte Erklärungen nehmen wir uns keine Zeit, weil wir möglichst bald die erste App schreiben wollen. Allerdings verweise ich jeweils auf die passenden Kapitel des umfangreichen Lehrbuchs»Java ist auch eine Insel«, das Sie als Openbook auf der beigefügten DVD finden. 2.1 Warum Java? Die Erfinder von Java waren vermutlich passionierte Trinker asiatischen Kaffees, denn entsprechende Begriffe finden sich überall in ihrem Umfeld: Da ist mal von Beans (Bohnen) die Rede und eine Entwicklergemeinde nennt sich nach Jakarta, der Hauptstadt von Indonesien, die wiederum auf einer Insel namens Java liegt. Ich möchte auf die Legenden über den Kaffeekonsum der Java-Erfinder an dieser Stelle nicht weiter eingehen. Tatsache ist, dass Java mehr ist als eine Programmiersprache. Sie haben vielleicht schon die Namen diverser Programmiersprachen gehört: C, C++, Pascal, Fortran. Sie alle haben eine Gemeinsamkeit: Der Programmierer schreibt Anweisungscode in Textform, und ein spezielles Programm namens Compiler übersetzt das in Maschinensprache. Denn nur Maschinensprache kann die CPU, die Denkmaschine jedes Computers, verstehen und ausführen. Nun gibt es allerdings eine ganze Menge unterschiedlicher CPUs, die verschiedene Maschinensprache-Dialekte sprechen. Damit ein Programm auf jedem Computer läuft, müsste der Code also für jede existierende CPU einmal vom passenden Compiler übersetzt werden. Das ist eine sehr aufwendige Sache. Computer verfügen von Haus aus über eine ganze Menge an Funktionen, die Programme benutzen können: Bildschirmausgabe, Drucken, Internet-Zugriff etc. Aller- 41

12 2 Ist Java nicht auch eine Insel? dings sind all diese Funktionen bei jedem Betriebssystem anders. Deshalb läuft ein Programm, das auf einem Windows-PC von einem Compiler übersetzt wurde, nicht ohne Weiteres auf einem Mac, selbst wenn die gleiche CPU drinsteckt. Java löst beide Probleme, indem es eine einheitliche Plattform schafft. Jedes Java-Programm läuft auf jedem Rechner, wenn eine Java-Laufzeitumgebung, Java Runtime Environment (JRE), vorhanden ist. Die JRE ist freilich für jedes Betriebssystem unterschiedlich, muss aber nur einmal installiert werden. Java-Programme bestehen aus einem speziellen Bytecode, der von der virtuellen Maschine, die in der JRE steckt, ausgeführt wird egal, auf welchem Rechner (siehe Abbildung 2.1). Java-Applikation Java-Bytecode Native Software Maschinensprache Virtuelle Maschine CPU CPU Abbildung 2.1 Native Software ist in Maschinensprache geschrieben und wird direkt von der CPU ausgeführt. Java-Bytecode dagegen läuft in einer virtuellen Maschine. Für die Erfinder von Android war es logisch, sich an dieser Idee zu orientieren. Deshalb kommt jedes Android-Gerät mit einem von uns weitgehend unbemerkten Linux- Betriebssystem daher, verfügt aber auch über eine JRE namens Dalvik VM. Allerdings unterscheidet sie sich in gewisser Hinsicht von JREs auf PCs, so dass nicht jedes Java- Programm auf Anhieb läuft. Vor allem dann nicht, wenn es mit dem Benutzer interagieren möchte. Das liegt aber in der Natur der Sache, denn sowohl die Bedienung als auch die Bildschirmdarstellung auf einem Handy einerseits und einem PC andererseits unterscheiden sich fundamental. Über die Details der Unterschiede zwischen Dalvik und dem Original-Java streiten sich eine Menge Firmen vor hohen Gerichten um noch höhere Geldbeträge. Glücklicherweise haben die Erfinder von Java noch mehr schlaue Ideen gehabt. Vor allem haben sie die vernünftigsten Eigenschaften existierender Programmiersprachen übernommen und die kniffligsten weggelassen. In C oder C++ findet man beispielsweise 42

13 2.1 Warum Java? oft Programmcode, den auch ein Experte nur mit Zeit und Mühe entziffern kann. In Java passiert das selten. Java ist leicht lesbar und deshalb leicht zu erlernen. Sicher hatten die Android-Macher auch diese Tatsache im Hinterkopf, als sie ihr System konzipierten. Denn: Je mehr App-Entwickler es gibt, desto erfolgreicher wird Android so ihre Idee. Mindestens eine Million Entwickler weltweit verdienen ihren Lebensunterhalt mit Java. Seit der ersten Version 1996 haben immer mehr Programmierer die Vorzüge von Java erkannt. Version 7 erschien Mitte 2011 und enthält seit der Vorversion eine ganze Reihe interessanter Neuerungen, die Technologie ist also alles andere als eingeschlafen. Java 8 ist für Anfang 2014 angekündigt und wird noch mehr spannende Eigenschaften mitbringen. Schließlich lassen sich in Java nicht nur Android-Apps schreiben, sondern auch Desktop-Anwendungen wie Eclipse (das werden Sie in Kürze näher kennenlernen), hochkomplexe Serveranwendungen (z. B. ebay) oder auch Browser-Spiele (wie Runescape, siehe Abbildung 2.2). Abbildung 2.2 Viel Betrieb herrscht im in Java geschriebenen 3D-Browser-Spiel»Runescape«. Sie sehen: Java kann eine ganze Menge. Bloß die Steuerung von Atomreaktoren schließen die Java-Lizenzbedingungen explizit aus. Man weiß ja nie... 43

14 2 Ist Java nicht auch eine Insel? 2.2 Grundlagen Viele Java-Kurse bringen Ihnen die Programmiersprache anhand von Mini-Anwendungen und Codeschnipseln bei, die Lottozahlen generieren (leider meist die falschen), Stundenpläne ausgeben oder Kunden namens Max Mustermann Rechnungen für vermutlich irrtümlich gelieferte Schiffscontainer ausstellen. Wir drehen den Spieß um: Sie lernen Java von Anfang an anhand»androidischer«beispiele. Nur die allernötigsten Grundbegriffe erkläre ich mit einem Rundumschlag vorab. Wenn Sie es eilig haben, können Sie diese Seiten überblättern und später zurückkehren, wenn Sie nur noch Bahnhof verstehen (oder das Openbook»Java ist auch eine Insel«auf der Buch-DVD zu Rate ziehen) Objektorientierung Klassen und Objekte Java ist eine objektorientierte Sprache. Diese Art zu programmieren hat sich seit Jahren bewährt, weil sie sich stark an der Realität orientiert, die aus miteinander in Beziehung stehenden Objekten besteht. Denn Ihr Auto ist ein Objekt, Ihre Schreibtischlampe ist eins, die Tomaten in Ihrem Kühlschrank sind Objekte selbst Sie sind ein Objekt. Sie können intuitiv mit Objekten hantieren, ihnen Attribute zuweisen oder sie manipulieren. Deshalb erleichtert Objektorientierung das Verständnis zwischen Mensch und Maschine. Entscheidend ist, dass Objekte einer Sorte eine ganze Menge gemeinsam haben. Jedes Auto hat beispielsweise ein Kennzeichen, jede Lampe hat einen Einschalter, jede Tomate einen Reifegrad etc. Diese Verallgemeinerungen oder Vorlagen nennt man Klassen. Klassen sind allgemeine Beschreibungen, und Objekte sind konkrete Instanzen von Klassen. Eine Klasse deklarieren Sie in Java mit dem Schüsselwort class: classauto{}; Eine Klasse ist aber nicht mehr als eine Blaupause, eine Vorlage (in diesem Fall eine ziemlich leere). Stellen Sie sich die Klasse wie einen Bestellschein vor. Sie füllen beispielsweise einen Auto-Bestellschein aus, reichen ihn beim zuständigen Schalterbeamten (der Java Runtime) ein und erhalten das bestellte Fahrzeug (siehe Abbildung 2.3). In Java sieht das dann so aus: Auto meincabrio = new Auto(); Gewöhnen Sie sich daran, Sätze nicht mit einem Punkt zu beenden, sondern mit einem Semikolon, wenn Sie mit Ihrem Java-Compiler sprechen. Das Semikolon markiert das Ende einer Anweisung. 44

15 2.2 Grundlagen Bestellformular Auto (4 Räder, fährt usw.) Abbildung 2.3 Eine Klasse (das Bestellformular) dient dem Erzeugen konkreter Objekte (der Autos) mit»new«-anweisungen. Denglisch oder was? Ein professioneller Java-Entwickler würde an dieser Stelle den Zeigefinger heben. Denglischer Programmcode? So nicht, meine Damen und Herren! In der Tat ist Englisch die Weltsprache der Programmierer. Alle Namen von Klassen, Objekten etc. und sogar erklärende Kommentare haben gefälligst in Englisch formuliert zu sein. Das klingt auf den ersten Blick übertrieben, aber glauben Sie mir: Wenn Sie zum ersten Mal in fremdem Programmcode französische, italienische oder sonst wie unverständliche Buchstabenkombinationen angetroffen haben, unterschreiben Sie diese Forderung, ohne mit der Wimper zu zucken. Allerdings richtet sich dieses Buch an Einsteiger. Java lernen ist nicht schwer, aber immerhin anspruchsvoll genug, um sich nicht mit unnötigen Verständnisproblemen herumschlagen zu wollen. Darüber hinaus können Sie auf den ersten Blick unterscheiden, was Java-Schlüsselwörter sind und was»unser«programmcode ist, denn Letzterer ist in Deutsch geschrieben. Denglischer Programmcode klingt schräg und tut ein bisschen in den Augen weh aber für den Anfang können wir prima damit leben. Wenn dieser Code später ausgeführt wird, erledigt die Java Runtime mehrere Dinge: 1. Ein neues Objekt der Klasse Auto wird erzeugt und bis auf Weiteres im Speicher abgelegt. 2. Dieses Objekt erhält die Bezeichnung meincabrio. Unter diesem Namen können Sie Ihren fahrbaren Untersatz später verwenden, denn Java merkt sich, an welcher Stelle im Speicher der zugehörige Wert abgelegt ist. 45